JP2011038734A - 沸騰冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成部材の配置を変更することで高温側区画部材および低温側区画部材を用いることなく簡単に冷媒の循環を効率良く行うことが出来る小型の沸騰冷却装置を得ることを目的とする。
【解決手段】高温側熱交換器１４を高温空気５の流れ方向に対し所定の角度だけ傾斜し、低温側熱交換器１７を低温空気６の流れ方向に対し所定の角度だけ傾斜することで、沸騰冷却装置１の高さ方向を小さくすることができ、沸騰冷却装置１を小型化でき、冷媒蒸気管１８を低温空気６の流れ方向に対し低温側熱交換器１７よりも風下側に配置することで冷媒蒸気管１８が冷やされて冷媒循環が妨げられることを防ぎ、冷媒液管１９を高温空気５の流れ方向に対し高温側熱交換器１４よりも風下側に配置することで冷媒液管１９が温められて冷媒循環が緩慢になることを防ぎ、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換が行え、小型で設置の自由度が高い沸騰冷却装置１を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、高温媒体の熱で冷媒を沸騰蒸発させ、その後、凝縮液化させることで、高温媒体の熱を放熱させる沸騰冷却装置に関する。

この種の沸騰冷却装置は、携帯電話の基地局のような内部に発熱を伴う電子部品等を備える密閉された収納箱内の冷却に用いられる。

近年、電子部品の高性能化と制御基板に対する電子部品の高密度化が進み、制御基板からの発熱量は飛躍的に増加しているとともに、電子部品等の収納箱の小型化も進み、冷却機器の高性能化および小型化と、電子部品等の収納箱の側面または天面のいずれにも設置できるレイアウトの自由度の向上が求められている。

このため、構成部品が少なく、熱移動量が大きい冷却方式として、ヒートパイプを用いた冷却方法が知られている（例えば、特許文献１）。

しかしながらヒートパイプは、沸騰蒸発して上昇する冷媒蒸気と凝縮液化されて降下する冷媒液が同じ管内を移動するため、互いに対抗しあって冷媒循環の効率が悪くなり熱交換効率が悪いという問題がある。

そこで、冷媒が沸騰蒸発する高温側熱交換器と冷媒が凝縮液化する低温側熱交換器とを分けて、高温側熱交換器にて沸騰蒸発した冷媒が低温側熱交換器へと移動するために高温側熱交換器と低温側熱交換器を連通させる冷媒蒸気管と、低温側熱交換器にて凝縮液化した冷媒が高温側熱交換器へと移動するために低温側熱交換器と高温側熱交換器を連通させる冷媒液管により冷媒回路を形成して冷媒を循環させることで効率良く放熱させることができる沸騰冷却装置が知られている（例えば、特許文献２）。

以下、従来の沸騰冷却装置について、図１０を参照しながら説明する。

図１０に示すように、沸騰冷却装置１０１は、高温空気１０２が通風する高温部分１０３が下部に低温空気１０４が通風する低温部分１０５が上部になるよう仕切板１０６により仕切られた本体箱１０７内にあって、前記高温部分１０３に配置し前記高温空気１０２から受熱し沸騰蒸発する冷媒１０８が内部に封入された高温側熱交換器１０９と、前記低温部分１０５に配置し前記高温側熱交換器１０９と連通し沸騰蒸発した前記冷媒１０８が前記低温空気１０４へと放熱を行い凝縮液化する低温側熱交換器１１０と、前記仕切板１０６を貫通し前記高温側熱交換器１０９と前記低温側熱交換器１１０を連通する冷媒蒸気管１１１および冷媒液管１１２と、前記高温部分１０３に前記高温空気１０２を送風する室内側送風機１１３と、前記低温部分１０５に前記低温空気１０４を送風する室外側送風機１１４と、前記冷媒蒸気管１１１が前記室外側送風機１１４により送風される前記低温空気１０４に晒されることを防ぐ低温側区画部材１１５と、前記冷媒液管１１２が前記室内側送風機１１３により送風される前記高温空気１０２に晒されることを防ぐ高温側区画部材１１６とを備え、前記高温側熱交換器１０９において沸騰蒸発した前記冷媒１０８が密度差により前記高温側熱交換器１０９から前記低温側熱交換器１１０へと前記冷媒蒸気管１１１を流通して移動し、前記低温側熱交換器１１０において凝縮液化した前記冷媒１０８が密度差により前記低温側熱交換器１１０から前記高温側熱交換器１０９へと前記冷媒液管１１２を流通して移動することで前記冷媒１０８が自然に循環し、前記高温空気１０２の熱を前記低温空気１０４へと放熱させるものである。

このとき、外気温度が例えば氷点下を下回るような場合には前記低温空気１０４の温度が低くなるため、前記冷媒蒸気管１１１が前記低温部分１０５に通風する前記低温空気１０４に晒されることで前記冷媒蒸気管１１１内が降温して沸騰蒸発した前記冷媒１０８が前記冷媒蒸気管１１１内で凝縮することで前記冷媒１０８の循環を妨げるので前記低温側区画部材１１５によって前記冷媒蒸気管１１１が前記低温空気１０４に晒されることを防いでいた。

同様に、電子部品等の発熱により電子部品等の収納箱内の温度が例えば６０℃を超える場合には前記高温空気１０２の温度が高くなるために、前記冷媒液管１１２が前記高温部分１０３に通風する前記高温空気１０２に晒されることで前記冷媒液管１１２内が昇温して前記冷媒１０８の密度が小さくなることで前記冷媒１０８の循環が緩慢になるので前記高温側区画部材１１６により前記冷媒液管１１２が前記高温空気１０２に晒されることを防いでいた。

このようにして従来の沸騰冷却装置は冷媒の循環を効率良く行い、熱交換効率の低下を防いでいた。

特公平０２−００３３２０号公報 特開平０９−３２６５８２号公報

このような従来の沸騰冷却装置では、冷媒の循環を効率良く行うために高温側区画部材および低温側区画部材を備えていたが、このことにより部品点数が増加し、沸騰冷却装置の小型化が妨げられ、またコストが増大するという課題があった。

また、従来の沸騰冷却装置では、高温空気は低温空気よりも密度が小さく電子部品等の収納箱内にて高温空気は上部に溜まり易いことから、高温空気を上部から吸込み本体箱の下部に位置する高温部分に通風させ、また低温空気は沸騰冷却装置の正面より吸込み、正面へ吐き出す構成になっているため高温空気および低温空気の通風する風路構成が複雑になっており、また本体高さ方向の寸法に対し奥行き方向の寸法が小さく、電子部品等の収納箱の側面に配置されることに特化した構成であり、電子部品等の収納箱の小型化に対応して例えば天面に配置するには設置面積が大きく、また煤塵や風雨が低温側熱交換器に直接入りこむため天面への設置は困難であった。

本発明はこのような課題を解決するものであり、構成部材の配置を変更することで高温側区画部材および低温側区画部材を用いることなく簡単に冷媒の循環を効率良く行い、また電子部品等の収納箱の小型化に対応して電子部品等の収納箱の側面および天面のいずれにも設置可能であって、コストを抑え、簡単な構成で効率良く熱交換を行うことが出来る小型の沸騰冷却装置を得ることを目的としている。

そして、この目的を達成するために本発明は、高温空気が通風する高温部分が下部に、低温空気が通風する低温部分が上部になるように仕切板により仕切られた本体箱内にあって、前記高温部分に配置し上側に高温側蒸気ヘッダおよび下側に高温側液ヘッダを備え前記高温空気から受熱し沸騰蒸発する冷媒が内部に封入された少なくとも１つの高温側熱交換器と、前記低温部分に配置し上側に低温側蒸気ヘッダおよび下側に低温側液ヘッダを備え前記高温側熱交換器と連通して沸騰蒸発した前記冷媒が前記低温空気へと放熱し前記冷媒を凝縮液化させる少なくとも１つの低温側熱交換器と、前記仕切板を貫通し前記高温側蒸気ヘッダと前記低温側蒸気ヘッダとを連通する少なくとも１つの冷媒蒸気管と、前記仕切板を貫通し前記高温側液ヘッダと前記低温側液ヘッダとを連通する少なくとも１つの冷媒液管とを備える。

このとき、前記冷媒が前記高温側熱交換器→前記冷媒蒸気管→前記低温側熱交換器→前記冷媒液管→前記高温側熱交換器の順に循環する冷媒回路を形成し、前記冷媒回路内を前記冷媒が相変化を伴いながら循環することで前記高温空気の熱を前記低温空気へと放熱させる沸騰冷却装置である。

このような前記沸騰冷却装置において、前記高温側熱交換器は前記高温空気の流れ方向に対し鋭角または鈍角に所定の角度だけ傾斜し、かつ前記低温側熱交換器は前記低温空気の流れ方向に対し鋭角または鈍角に所定の角度だけ傾斜し、前記冷媒蒸気管を前記低温空気の流れ方向に対し前記低温側熱交換器よりも風下側に配置したものである。

また他の手段は、冷媒液管を高温空気の流れ方向に対し高温側熱交換器よりも風下側に配置したものである。

また他の手段は、高温側熱交換器および低温側熱交換器を複数備えるものである。

また他の手段は、高温側熱交換器および低温側熱交換器を所定の姿勢に保持する保持部材を備えるものである。

また他の手段は、冷媒液管に冷媒を溜めることができる冷媒液溜を備えるものである。

また他の手段は、仕切板が高温空気の仕切板を兼ねるものである。

また他の手段は、高温側蒸気ヘッダおよび低温側液ヘッダに、それぞれ仕切板と熱的に接続する伝熱部材を備えるものである。

また他の手段は、冷媒蒸気管に封止弁を備えるものである。

本発明によれば、高温側熱交換器および低温側熱交換器を傾斜させることで本体箱の高さ方向を小さくすることができ、また低温空気の流れ方向に対し冷媒蒸気管を低温側熱交換器よりも風下側に配置することで外気温度が例えば氷点下を下回るような低温時であっても冷媒蒸気管は低温側熱交換器にて熱交換された後の空気にのみ晒されるため冷媒蒸気管が冷やされて冷媒蒸気管内が降温し冷媒が凝縮して冷媒の流れが妨げられ熱交換効率が低下することを防ぐことができ、また同様に高温空気の流れ方向に対し冷媒液管を高温側熱交換器の風下側に配置することで電子部品等の収納箱内の温度が電子部品等の発熱により例えば６０℃を超える高温になったとしても冷媒液管は高温側熱交換器にて熱交換された後の空気にのみ晒されるため冷媒液管が温められて冷媒液管内が昇温し冷媒の密度が小さくなるために冷媒液の流れが緩慢になり熱交換効率が低下することを防ぐことができることから冷媒の流れを効率良く行うことができ、高温側区画部材および低温側区画部材の設置を省けることから沸騰冷却装置を小型化できるので簡単な構成で熱交換効率を低下させることなく沸騰冷却装置の小型化を実現できる。

またさらに、沸騰冷却装置を小型化できるので、電子部品等の収納箱の小型化に対応し、電子部品等の収納箱の側面および天面のいずれにも設置可能な沸騰冷却装置を得ることができる。

本発明実施の形態１の沸騰冷却装置を示す側断面概略図 （ａ）本発明実施の形態１の沸騰冷却装置の熱交換器部分を示す斜視概略図（ｂ）本発明実施の形態１の熱交換器のＢ部分を示す部分拡大概略図 本発明実施の形態２の沸騰冷却装置を示す側断面概略図 本発明実施の形態３の沸騰冷却装置を示す側断面概略図 （ａ）本発明実施の形態４の沸騰冷却装置を示す側断面概略図（ｂ）本発明実施の形態４の沸騰冷却装置の熱交換器部分を示す斜視概略図 （ａ）本発明実施の形態５の沸騰冷却装置を示す側断面図（ｂ）本発明実施の形態５の沸騰冷却装置の熱交換器部分を示す斜視外略図 本発明実施の形態６の沸騰冷却装置の熱交換器部分を示す斜視外略図 本発明実施の形態７の沸騰冷却装置を示す側断面外略図 本発明実施の形態８の沸騰冷却装置を示す側断面外略図 （ａ）従来の沸騰冷却装置を示す側断面概略図（ｂ）従来の沸騰冷却装置を示すＡ−Ａ´断面概略図

本発明の請求項１記載の沸騰冷却装置は、高温空気が通風する高温部分が下部に、低温空気が通風する低温部分が上部になるように仕切板により仕切られた本体箱内にあって、高温部分に配置され上側に高温側蒸気ヘッダおよび下側に高温側液ヘッダを備え高温空気から受熱し沸騰蒸発する冷媒が内部に封入された少なくとも１つの高温側熱交換器と、低温部分に配置され上側に低温側蒸気ヘッダおよび下側に低温側液ヘッダを備え高温側熱交換器と連通されて沸騰蒸発した冷媒の蒸気が低温空気へと放熱を行い冷媒を凝縮液化させる少なくとも１つの低温側熱交換器と、仕切板を貫通し高温側蒸気ヘッダと低温側蒸気ヘッダとを連通させる少なくとも１つの冷媒蒸気管と、仕切板を貫通し高温側液ヘッダと低温側液ヘッダとを連通させる少なくとも１つの冷媒液管とを備え、冷媒が高温側熱交換器→冷媒蒸気管→低温側熱交換器→冷媒液管→高温側熱交換器の順に循環する冷媒回路を形成し、冷媒回路内にて高温側熱交換器で高温空気の熱を受熱し沸騰蒸発した冷媒が密度差により高温側熱交換器から低温側熱交換器へと冷媒蒸気管を流通して移動し、低温側熱交換器で低温空気へと放熱を行い凝縮液化した冷媒が、密度差により低温側熱交換器から高温側熱交換器へと冷媒液管を流通して移動することで冷媒が自然に循環し、高温空気の熱を低温空気へと放熱させる沸騰冷却装置であって、高温側熱交換器は高温空気の流れ方向に対し鋭角または鈍角に所定の角度だけ傾斜し、低温側熱交換器は低温空気の流れ方向に対し鋭角または鈍角に所定の角度だけ傾斜し、冷媒蒸気管が低温空気の流れ方向に対し低温側熱交換器よりも風下側に配置された構成であり、高温側熱交換器が高温空気の流れ方向に対し鋭角または鈍角に傾斜し、低温側熱交換器が低温空気の流れ方向に対し例えば鋭角または鈍角に傾斜することで、沸騰冷却装置の高さ方向を小さくすることができるため沸騰冷却装置を小型化でき、また高温空気が通風する高温部分の横断面積よりも大きな伝熱面積を備える高温側熱交換器を設置することができ、同様に低温空気が通風する低温部分の横断面積によりも大きな伝熱面積を備える低温側熱交換器を設置することができるため熱交換効率を低下させることなく、また冷媒蒸気管が低温空気の流れ方向に対し低温側熱交換器よりも風下側に配置されることで室外空気が例えば氷点下を下回るような低温時であっても冷媒蒸気管は低温側熱交換器にて熱交換された後の空気にのみ晒されるため冷媒蒸気管内が冷やされて冷媒蒸気管内で冷媒蒸気が凝縮し冷媒蒸気の流れが妨げられ熱交換効率が低下することを防ぐことができるため、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換が行え、小型で設置の自由度が高い沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項２に記載の沸騰冷却装置は、冷媒液管が高温空気の流れ方向に対し高温側熱交換器よりも風下側に配置された構成であり、電子部品等の収納箱内の温度が電子部品等の発熱により例えば６０℃を超える高温になったとしても、冷媒液管は高温側熱交換器にて熱交換された後の空気にのみ晒されるため、冷媒液管が温められて冷媒液の密度が小さくなり冷媒液の流れが緩慢になることで熱交換効率が低下することを防ぐことができため、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換が行える小型の沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項３に記載の沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管および冷媒液を１つずつ備え、冷媒蒸気管が高温側蒸気ヘッダおよび低温側蒸気ヘッダのそれぞれいずれか一方の端同士を接続し、冷媒液管が高温側液ヘッダと低温側液ヘッダのそれぞれ他方の端同士を接続された構成であり、冷媒蒸気管と冷媒液管を各々離して配置することで高温側熱交換器および低温側熱交換器ともに全体に冷媒が循環しやすくなるので伝熱面積を最も大きく活かせるので効率良く熱交換が行える沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項４に記載の沸騰冷却装置は、高温空気の流れ方向と低温空気の流れ方向が対向し、前記高温空気の流れ方向に対し高温側熱交換器が低温側熱交換器よりも風上側に配置された構成であり、高温空気の流れ方向に対し高温側蒸気ヘッドが風上側で高温側液ヘッドが風下側になるように高温側熱交換器を配置したときは低温空気の流れ方向に対し低温側蒸気ヘッダが風上側で低温側液ヘッダが風下側になるように低温側熱交換器を配置し、高温空気の流れ方向に対し高温側蒸気ヘッドが風下側で高温側液ヘッドが風上側になるように高温側熱交換器を配置したときは低温空気の流れ方向に対し低温側蒸気ヘッダが風下側で低温側液ヘッダが風上側になるように低温側熱交換器を配置することで、冷媒蒸気管および冷媒液管の曲がり部を少なくすることができ、冷媒蒸気管および冷媒液管での圧損を最小限に抑えることができるため、簡単な構成でコストを抑え効率良く熱交換を行える小型の沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項５に記載の沸騰冷却装置は、本体箱が電子部品等の収納箱の天面に設置し、高温側熱交換器では高温空気の流れ方向に対し高温側蒸気ヘッダよりも高温側液ヘッダが風上側に配置され、低温側熱交換器では低温空気の流れ方向に対し低温側蒸気ヘッダよりも低温側液ヘッダが風上側に配置された構成であり、高温側熱交換器は左右方向に冷媒導管と伝熱フィンを交互に積層されて構成されており、伝熱フィンは冷媒導管の間にあり冷媒導管の冷媒流路方向と垂直方向に風路を形成するように設置されている。

このとき電気部品等の収納箱内の高温空気は本体箱の底面の一部に設けられた高温空気流入口より高温部分に流入し、高温側熱交換器を経て本体箱の底面の一部に設けられた高温空気流出口より電子部品等の収納箱内に高温空気が流出するため、高温側熱交換器では高温空気の流れ方向に対し高温側蒸気ヘッダよりも高温側液ヘッダが風上側になるように配置されることで、伝熱フィンの形成する風路方向が、電子部品等の収納箱と本体箱の高温部分の間にて循環する高温空気の環状の流れに沿うため、高温側熱交換器の通気抵抗を低減させることができ、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換を行える小型の沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項６に記載の沸騰冷却装置は、本体箱が電子部品等の収納箱の側面に設置し、高温側熱交換器では高温空気の流れ方向に対し高温側液ヘッダよりも高温側蒸気ヘッダが風上側に配置され、低温側熱交換器では低温空気の流れ方向に対して低温側液ヘッダよりも低温側蒸気ヘッダが風上側に配置された構成であり、このとき電子部品等の収納箱内の高温空気は本体箱の底面または側面の一部に設けられた高温空気流入口から高温部分へと流入し、高温側熱交換器を経て、本体箱の側面の一部に設けられた高温空気流出口より電子部品等の収納箱内へ高温空気が流出するため、高温側熱交換器では高温空気の流れ方向に対し高温側液ヘッダよりも高温側蒸気ヘッダが風上側に配置されることで、高温空気が高温空気流出口より電子部品等の収納箱内へ流出する際に、高温空気流入口から遠ざかる方向に向き易くなるように伝熱フィンの形成する風路方向が高温空気の流れに沿うため、電子部品等の収納箱内の空気を全体的に撹拌でき、電子部品等の収納箱へと流出した空気がショートサーキットすることを防ぎ、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換が行える小型の沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項７に記載の沸騰冷却装置は、仕切板が高温空気の風向板を兼ねる構成であり、沸騰冷却装置を電子部品等の収納箱の天面もしくは側面のいずれかに設置したときに、本体箱の底面または側面の一部に設けられた高温空気流入口より流入した高温空気が高温側熱交換器へと向きやすくなり、高温側熱交換器を通過した後の高温空気が本体箱の底面または側面の一部に設けられた高温空気流出口より電子部品等の収納箱内に流出する際に、高温空気の流れ方向が高温空気流入口から最も離れるようにすることができるため、効率良く熱交換を行える沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項８に記載の沸騰冷却装置は、高温空気の流れ方向に高温側熱交換器を複数備え、かつ低温空気の流れ方向に低温側熱交換器を複数備えた構成であり、複数の冷媒回路を本体箱内に設置することで大きな伝熱面積を確保することができ、効率良く熱交換を行える沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項９に記載の沸騰冷却装置は、高温側熱交換器および低温側熱交換器を複数備え、冷媒回路を複数形成し、隣接する前記冷媒回路同士で冷媒蒸気管が高温側蒸気ヘッダおよび低温側蒸気ヘッダに接続する位置を左右対称とし、同様に冷媒液管が高温側液ヘッダおよび低温側液ヘッダに接続する位置を左右対称としたものであり、高温側熱交換器または低温側熱交換器内で左右方向に冷媒循環の偏りが生じ、高温空気の流れ方向の高温側熱交換器の風下側または低温空気の流れ方向の低温側熱交換器の風下側にて、左右方向の温度分布に偏りが生じるため、冷媒回路を複数備えた場合に、冷媒蒸気管および冷媒液管のレイアウトを左右対称に配置することで、１つの冷媒回路で生じる高温空気または低温空気の温度分布の左右方向の偏りを複数の冷媒回路を通過させることで解消し、電子部品等の収納箱内に、安定して均一温度の空気を循環させることができる沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項１０に記載の沸騰冷却装置は、高温側熱交換器および低温側熱交換器を所定の姿勢に保持する保持部材を備え、保持部材と本体箱の間に冷媒蒸気管および冷媒液管を配置したものであり、高温側熱交換器および低温側熱交換器を所定の姿勢に保持して本体箱に設置することが簡単にでき、また、冷媒蒸気管および冷媒液管の少なくとも一部が保持部材と本体箱の間に配置されることで、冷媒蒸気管および冷媒液管が高温空気および低温空気に晒されにくくなり、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換を行える沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項１１に記載の沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管および冷媒液管を２つずつ備え、冷媒蒸気管および冷媒液管により高温側熱交換器および低温側熱交換器を保持するとしたものであり、２つの冷媒蒸気管が高温側蒸気ヘッダおよび低温側蒸気ヘッダの両端をそれぞれ接続し、２つの冷媒液管が高温側液ヘッダと低温側液ヘッダの両端をそれぞれ接続することで、高温側熱交換器および低温側熱交換器内で、左右方向の冷媒循環の流れの偏りが少なくなるので、効率良く熱交換を行うことができ、またさらに冷媒液管がおよび冷媒蒸気管が高温側熱交換器および低温側熱交換器を所定の位置に保持する保持部材を兼ねることで、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換を行うことができる小型の沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項１２に記載の沸騰冷却装置は、冷媒液管と高温側液ヘッダが接続する部分に冷媒を溜めることができる冷媒液溜を備えた構成であり、求められる冷却能力に必要な冷媒封入量以上の冷媒を冷媒回路内に蓄えることができるので、冷媒回路内の冷媒が漏れたとしても、所定の冷媒封入量を維持することができ、熱交換効率の低下させることなく効率良く熱交換を行うことができる沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項１３に記載の沸騰冷却装置は、高温側蒸気ヘッダおよび低温側液ヘッダに、仕切板とそれぞれ熱的に接続する伝熱部材を備えたものであり、高温空気の熱を低温空気へと放熱することを補助的に促進し、効率良く熱交換を行うことができる沸騰冷却装置を得ることができる。

また、請求項１４に記載の沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管に封止弁を備えたものであり、冬季や夜間で熱交換が必要ないときに、封止弁を閉じることで冷媒の循環を止めて熱交換を止めることができるので、電子部品等の収納箱内の温度が低下しすぎることを防ぎ、電子部品等の収納箱内の温度を安定して保持することができる沸騰冷却装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１に本実施の形態の沸騰冷却装置の側断面概略図、図２（ａ）に熱交換器部分の斜視概略図、図２（ｂ）にＢ部分の拡大概略図を示す。

図１に示すように、沸騰冷却装置１は例えば携帯電話の基地局のような内部に発熱を伴う電子部品等を備える密閉された収納箱２内の天面に設置され、室内側送風機３および室外側送風機４により高温空気５と低温空気６が対向するように送風されている。

図１および図２（ａ）に示すように、沸騰冷却装置１は、高温空気５が通風する高温部分７が下部に、低温空気６が通風する低温部分８が上部になるように仕切板９により仕切られた本体箱１０内にあって、高温部分７に配置され上側に高温側蒸気ヘッダ１１および下側に高温側液ヘッダ１２を備え高温空気５から受熱し沸騰蒸発する冷媒１３、例えばＲ１３４ａ、が内部に封入された高温側熱交換器１４を１つと、低温部分８に配置され上側に低温側蒸気ヘッダ１５および下側に低温側液ヘッダ１６を備え高温側熱交換器１４と連通し沸騰蒸発した冷媒１３の蒸気が低温空気６へと放熱を行い凝縮液化させる低温側熱交換器１７を１つと、仕切板９を貫通し高温側蒸気ヘッダ１１と低温側蒸気ヘッダ１５とを連通する冷媒蒸気管１８を１つと、仕切板９を貫通し高温側液ヘッダ１２と低温側液ヘッダ１６とを連通する冷媒液管１９を１つ備えており、電子部品等の収納箱２内の高温空気５を高温側熱交換器１４へと送風する室内側送風機３、例えばプロペラファンやターボファンと、低温空気６として外気を低温側熱交換器１７へと送風する室外側送風機４とを備えている。

本体箱１０の高温部分７の底面の一部には、高温空気５が流入する高温空気流入口２０および高温空気５が流出する高温空気流出口２１が設けられており、本体箱１０の低温部分８の側面の一部には、低温空気６が流入する低温空気流入口２２および低温空気６が流入する低温空気流出口２３が設けられている。高温空気流入口２０と高温空気流出口２１は互いに十分離れる位置に配置され、高温空気５がショートサーキットしないようになっている。同様に低温空気流入口２２および低温空気流出口２３は互いに十分離れる位置に配置され、低温空気６がショートサーキットしないようになっている。

室内側送風機３は、高温部分７において、高温側熱交換器１４と高温空気流出口２１の間に配置し、室外側送風機４は、低温部分８において、低温側熱交換器１７と低温空気流出口２３の間に配置する。

図２（ｂ）に示すように、高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７は、左右方向に冷媒導管２４と伝熱フィン２５を交互に積層して構成されており、冷媒導管２４は内部に冷媒流路となる複数の孔を備えた扁平管であり、伝熱フィン２５、例えばコルゲーテッドルーバフィン、は冷媒導管２４の間にあり冷媒１３と高温空気５または低温空気６との熱交換を促進するものであって、伝熱フィン２５は冷媒導管２４の冷媒流路方向と垂直方向に風路を形成するように設置されている。

図１に示すように、高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７は保持部材２６により本体箱１０に取り付けられており、保持部材２６は冷媒蒸気管１８および冷媒液管１９の一部を覆うように配置されている。

高温側蒸気ヘッダ１１、高温側液ヘッダ１２、低温側蒸気ヘッダ１５、低温側液ヘッダ１６は、冷媒導管２４である扁平管の断面形状に合う孔が、それぞれ高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７を構成する冷媒導管２４の数だけ開いており、その孔に冷媒導管２４が圧入されることで高温側液ヘッダ１２と冷媒導管２４と高温側蒸気ヘッダ１１、または低温側蒸気ヘッダ１５と冷媒導管２４と低温側液ヘッダ１６が気密に連通する。

また、高温側蒸気ヘッダ１１、高温側液ヘッダ１２、低温側蒸気ヘッダ１５、低温側液ヘッダ１６には、中空パイプがリードパイプとして１つずつ取り付けられており、高温側蒸気ヘッダ１１に取り付けられたリードパイプと冷媒蒸気管１８の一方の端が気密に接続され、低温側蒸気ヘッダ１５に取り付けられたリードパイプと冷媒蒸気管１８の他方の端が気密に接続されており、高温側液ヘッダ１２に取り付けられたリードパイプと冷媒液管１９の一方の端が気密に接続され、低温側液ヘッダ１６に取り付けられたリードパイプと冷媒液管１９の他方の端が気密に接続されている。

高温側蒸気ヘッダ１１および低温側蒸気ヘッダ１５に取り付けられるリードパイプは、冷媒蒸気管１８が冷媒導管２４と平行になるように、高温側蒸気ヘッダ１１および低温側蒸気ヘッダ１５の一方の端から高温側蒸気ヘッダ１１および低温側蒸気ヘッダ１５に対し垂直にそれぞれ取り付けられている。

同様に、高温側液ヘッダ１２および低温側液ヘッダ１６に取り付けられるリードパイプは、冷媒液管１９が冷媒導管２４と平行になるように、高温側液ヘッダ１２および低温側液ヘッダ１６の一方の端から高温側液ヘッダ１２および低温側液ヘッダ１６に対し垂直にそれぞれ取り付けられている。

このとき、高温側蒸気ヘッダ１１および低温側蒸気ヘッダ１５に取り付けられるリードパイプまたは高温側液ヘッダ１２および低温側液ヘッダ１６に取り付けられるリードパイプは、冷媒蒸気管１８と冷媒液管１９がそれぞれ十分に離れる位置に配置される。

上記構成によって気密な冷媒回路を形成しており、冷媒１３が高温側熱交換器１４→冷媒蒸気管１８→低温側熱交換器１７→冷媒液管１９→高温側熱交換器１４の順に循環する。

そして、高温側熱交換器１４は高温空気５の流れ方向に対し、高温側液ヘッダ１２よりも高温側蒸気ヘッダ１１が風上側になるように例えば４５度だけ傾斜して配置され、低温側熱交換器１７は低温空気６の流れ方向に対し、低温側液ヘッダ１６よりも低温側蒸気ヘッダ１５が風上側になるように例えば４５度だけ傾斜して配置され、高温空気５の流れ方向に対し、高温側熱交換器１４が低温側熱交換器１７よりも風上側に配置されている。

また、冷媒蒸気管１８は低温空気６の流れ方向に対し低温側熱交換器１７よりも風下側に配置され、冷媒液管１９は高温空気５の流れ方向に対し高温側熱交換器１４よりも風下側に配置されている。

また、高温側熱交換器１４の左右両端および高温側蒸気ヘッダ１１および高温側液ヘッダ１２と本体箱１０または仕切板９との間は隙間材２７、例えばコーキング用シリコンやエプトシーラー、により高温空気５が流入しないようになっており、高温空気５は必ず高温側熱交換器１４の冷媒導管２４の間を通り、同様に低温側熱交換器１７の左右両端および低温側蒸気ヘッダ１５および低温側液ヘッダ１６と本体箱１０または仕切板９との間は隙間材２７により低温空気６が流入しないようになっており、低温空気６は必ず低温側熱交換器１７の冷媒導管２４の間を通る。

続いて、上記の沸騰冷却装置の運転について説明する。

高温部分７では、室内側送風機３により高温空気流入口２０から流入した高温空気５が高温側熱交換器１４へと送風され、高温側熱交換器１４では高温空気５の熱を受熱して高温側熱交換器１４内に封入された冷媒１３が沸騰蒸発し、密度差により冷媒蒸気管１８を流通して低温側熱交換器１７へと移動する。このとき冷媒１３は蒸発潜熱分の熱量を高温空気５から奪うため高温空気５は冷却され、冷却された高温空気５は高温空気流出口２１より電子部品等の収納箱２内へと流出する。

また、低温部分８では、室外側送風機４により低温空気６として外気が低温空気流入口２２から流入し、低温側熱交換器１７へと送風され、低温側熱交換器１７では高温側熱交換器１４より移動してきた冷媒１３が低温空気６との温度差により凝縮液化し、冷媒１３は密度差により冷媒液管１９を流通して高温側熱交換器１４へと移動する。このとき冷媒１３の凝縮潜熱分の熱量が低温空気６により奪われるため、冷媒１３が高温空気５より奪った熱が低温空気６に放熱され、低温空気６は低温空気流出口２３より外気へ流出する。

上記のように冷媒１３が冷媒回路内を自然に循環することで、電子部品等の収納箱２内を冷却することができる。

このような沸騰冷却装置において、高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７が傾斜することにより、本体箱１０の高さ方向を小さくすることができ、また高温空気５が通風する高温部分７の横断面積よりも大きな伝熱面積を備える高温側熱交換器１４を設置することが可能となり、同様に低温空気６が通風する低温部分８の横断面積によりも大きな伝熱面積を備える低温側熱交換器１７を設置することが可能となるため、沸騰冷却装置１の高さ方向が小さくすることができ、かつ大きな伝熱面積を備える高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７の設置が可能であるため熱交換効率を低下させずに沸騰冷却装置の小型化が実現できる。

またさらに、冷媒蒸気管１８が低温空気６の流れ方向に対し低温側熱交換器１７よりも風下側に配置することにより、外気温度が例えば氷点下を下回るような低温時であっても冷媒蒸気管１８は低温側熱交換器１７にて熱交換された後の空気にのみ晒されるため、冷媒蒸気管１８が冷やされて冷媒蒸気管１８内で冷媒１３が凝縮し冷媒１３の流れが妨げられることを防ぐことができ、また電子部品等の収納箱２内の温度が電子部品等の発熱により例えば６０℃を超える高温になったとしても、冷媒液管１９は高温側熱交換器１４にて熱交換された後の空気にのみ晒されるため、冷媒液管１９が温められて冷媒１３の密度が小さくなり冷媒１３の流れが緩慢になることを防ぐことができるので、冷媒蒸気管１８が外気に晒されることや冷媒液管１９が高温空気５に晒されることを防ぐ部材を必要としないので沸騰冷却装置を小型化でき、熱交換効率を低下させることなく沸騰冷却装置の小型化を実現でき、沸騰冷却装置を小型化できるので、電子部品等の収納箱２の小型化に対応して電子部品等の収納箱２の天面に設置が可能となるので、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換が行え、小型で設置の自由度が高い沸騰冷却装置を得ることができる。

またさらに、高温側熱交換器１４が高温空気５の流れ方向に対し高温側液ヘッダ１２よりも高温側蒸気ヘッダ１１が風上側になるように配置され、低温側熱交換器１７は低温空気６の流れ方向に対し低温側液ヘッダ１６よりも低温側蒸気ヘッダ１５が風上側になるように配置され、高温空気５の流れ方向に対し、高温側熱交換器１４が低温側熱交換器１７よりも風上側に配置されることにより、伝熱フィン２５の形成する風路方向が、電子部品等の収納箱２と本体箱１０の高温部分７の間にて循環する高温空気５の環状の流れに沿うため、高温側熱交換器１４の通気抵抗を低減させることができ、また冷媒蒸気管１８および冷媒液管１９の曲がり部を少なくすることができ冷媒蒸気管１８および冷媒液管１９での圧損を最小限に抑えることができるため、配管でのロスを抑えて冷媒循環を効率良く行わせることができるので、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換が行える小型の沸騰冷却装置を得ることができる。

またさらに、保持部材２６により高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７を簡単に本体箱１０に設置することができ、また保持部材２６が冷媒蒸気管１８および冷媒液管１９の一部を覆うよう配置されることにより冷媒蒸気管１８が低温空気６に晒されにくくなり、また冷媒液管１９が高温空気５に晒されにくくなることで、冷媒循環をより効率良く行わせることができ、沸騰冷却装置の熱交換効率を向上できる。

またさらに、室外側送風機４が低温空気６の流れ方向に対し風下側に配置されることにより低温空気６が低温側熱交換器１７へと通風される前に室外側送風機４を駆動させる原動機の発熱により温めることを防げるので、沸騰冷却装置の熱交換効率を向上できる。

なお、仕切板９は断熱を行わない板金板とすることで、仕切板９を介して高温空気５と低温空気６が熱交換でき、沸騰冷却装置の熱交換効率を向上できる。

なお、仕切板９の表面に凹凸加工を施すことにより表面積を増大させても良く、沸騰冷却装置の熱交換効率を更に向上できる。

なお、冷媒導管２４、伝熱フィン２５、高温側蒸気ヘッダ１１、高温側液ヘッダ１２、低温側蒸気ヘッダ１５、低温側液ヘッダ１６、リードパイプの材質はアルミニウムが好ましく、他にも熱伝導に優れる銅や銀でも良く、これにより沸騰冷却装置の熱交換効率を更に向上できる。

なお、低温部分８において、低温空気６が流入する低温空気流入口２２と、低温空気６が流出する低温空気流出口２３には、煤塵や異物の侵入を防ぐためにルーバー２８を備えても良く、これにより沸騰冷却装置の信頼性を向上できる。

なお、高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７の傾斜角度は、沸騰冷却装置を小型化でき、冷媒１３が密度差により冷媒回路内を循環することを考慮して４０〜５０度が好ましく、沸騰冷却装置の設置方法に合わせて２０度〜７０度の間で高温部分７または低温部分８に高温側熱交換器１４または低温側熱交換器１７が収まるように任意に設定でき、電子部品等の収納箱２のサイズに合わせることができるので、小型で設置の自由度が高い沸騰冷却装置を得ることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図３に本実施の形態２の沸騰冷却装置の側断面概略図を示す。

図３に示すように、沸騰冷却装置は電子部品等の収納箱２内の側面に設置され、本体箱１０の高温部分７の側面の一部に高温空気流入口２０が設けられ、本体箱１０の低温部分８の側面の一部に高温空気流出口２１が設けられ、高温側熱交換器１４では高温空気５の流れ方向に対し高温側液ヘッダ１２よりも高温側蒸気ヘッダ１１が風上側に配置され、低温側熱交換器１７では低温空気６の流れ方向に対して低温側液ヘッダ１６よりも低温側蒸気ヘッダ１５が風上側に配置された構成であり、このとき電子部品等の収納箱２内の高温空気５は高温空気流入口２０から高温部分７へと流入し、高温側熱交換器１４を経て、高温空気流出口２１より電子部品等の収納箱２内へ高温空気５が流出する。

このとき、高温側熱交換器１４では高温空気５の流れ方向に対し高温側液ヘッダ１２よりも高温側蒸気ヘッダ１１が風上側に配置されることで、高温空気５が高温空気流出口２１より電子部品等の収納箱２内へ流出する際に高温空気流入口２０から遠ざかる方向に向き易くなるように伝熱フィン２５の形成する風路方向が高温空気５の流れに沿うため、電子部品等の収納箱２内の空気を全体的に撹拌でき、電子部品等の収納箱２へと流出した空気がショートサーキットすることを防ぎ、沸騰冷却装置の熱交換効率を向上できる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、実施の形態１または２と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図４に本実施の形態３の沸騰冷却装置の側断面概略図を示す。

図４に示すように、沸騰冷却装置は電子部品等の収納箱２の天面に設置され、仕切板９が高温空気５の風向板を兼ねる構成であり、高温空気流入口２０より流入した高温空気５が高温側熱交換器１４を通過した後に高温空気流出口２１より電子部品等の収納箱２内に流出する際に、高温空気５の流れ方向が高温空気流入口２０から最も離れるようにすることができるため、効率良く熱交換を行える沸騰冷却装置を得ることができる。

またさらに、仕切板９の表面積が増大するために、仕切板９上を介して行われる高温空気５と低温空気６の熱交換の熱量が増大するため、沸騰冷却装置の熱交換効率を向上させることができる。

なお、室内側送風機３を高温側熱交換器１４と平行になるように傾けても良く、このとき高温空気５の流れ方向が伝熱フィン２５により形成させる風路方向に沿いやすくなるため、室内側送風機３の消費電力を低減できる。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、実施の形態１乃至３と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図５（ａ）に本実施の形態４の沸騰冷却装置の側断面概略図、図５（ｂ）に熱交換器部分の斜視概略図を示す。

図５（ａ）に示すように、沸騰冷却装置は高温空気５の流れ方向に高温側熱交換器１４を２つ備え、かつ低温空気６の流れ方向に低温側熱交換器１７を２つ備え、冷媒蒸気管１８を２つ備え、冷媒液管１９を２つ備えており、高温側熱交換器１４を１つと低温側熱交換器１７を１つと冷媒蒸気管１８を１つと冷媒液管１９を１つで１つの冷媒回路を形成し、冷媒回路を高温空気５もしくは低温空気６の流れ方向に並べて配置し、隣接する冷媒回路同士で冷媒蒸気管１８が高温側蒸気ヘッダ１１および低温側蒸気ヘッダ１５に接続する位置を、冷媒導管２４に平行な平面に対し左右対称とし、同様に冷媒液管１９が高温側液ヘッダ１２および低温側液ヘッダ１６に接続する位置を冷媒導管２４に平行な平面に対し左右対称とした構成であり、２つの冷媒回路を本体箱１０内に設置することで大きな伝熱面積を確保することができ、また高温側熱交換器１４または低温側熱交換器１７内で左右方向に冷媒循環の偏りが生じて高温空気５の流れ方向の高温側熱交換器１４の風下側または低温空気６の流れ方向の低温側熱交換器１７の風下側にて左右方向に温度分布の偏りが生じたとしても２つの冷媒回路で冷媒蒸気管１８および冷媒液管１９のレイアウトを左右対称に配置することにより１つの冷媒回路で生じる高温空気５または低温空気６の温度分布の左右方向の偏りを２つの冷媒回路を通過させることで解消できるので、電子部品等の収納箱２内に安定して均一温度の空気を循環させることができ、効率良く熱交換を行える沸騰冷却装置を得ることができる。

（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、実施の形態１乃至４と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図６（ａ）に本実施の形態５の沸騰冷却装置を示す側断面図、図６（ｂ）に熱交換器部分の斜視概略図を示す。

図６に示すように、沸騰冷却装置は、冷媒蒸気管１８および冷媒液管１９を２つずつ備え、冷媒蒸気管１８および冷媒液管１９は仕切板９に対し固定されており、冷媒蒸気管１８および冷媒液管１９により高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７を保持するとした構成であり、２つの冷媒蒸気管１８が高温側蒸気ヘッダ１１および低温側蒸気ヘッダ１５の両端をそれぞれ接続し、２つの冷媒液管１９が高温側液ヘッダ１２と低温側液ヘッダ１６の両端をそれぞれ接続することで、高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７内で、左右方向の冷媒循環の流れの偏りが少なくなるので、効率良く熱交換を行うことができる。

またさらに、仕切板９に固定された２つの冷媒液管１９および２つの冷媒蒸気管１８が高温側熱交換器１４および低温側熱交換器１７を２点で所定の位置に保持でき、保持部材としての機能を兼ねることで、簡単な構成でコストを抑え、効率良く熱交換を行うことができる小型の沸騰冷却装置を得ることができる。

（実施の形態６）
本発明の実施の形態６は、実施の形態１乃至５と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図７に本実施の形態６の沸騰冷却装置の熱交換器部分の斜視概略図を示す。

図７に示すように、沸騰冷却装置は冷媒液管１９と高温側液ヘッダ１２が接続する部分に冷媒液溜２９を備えた構成であり、冷媒液溜２９に冷媒１３を蓄えることができるので、冷媒回路内の冷媒１３が漏れたとしても、所定の冷媒封入量を維持することができるので、熱交換効率の低下させることなく効率良く熱交換を行うことができる沸騰冷却装置を得ることができる。

なお、冷媒液溜２９は、内圧が高くなったとしても変形や破損しにくいように、円筒形状の容器や球形状の容器であることが好ましく、これにより沸騰冷却装置の信頼性を向上できる。

（実施の形態７）
本発明の実施の形態７は、実施の形態１乃至６と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図８に本実施の形態７の沸騰冷却装置の側断面概略図を示す。

図８に示すように、沸騰冷却装置は高温側蒸気ヘッダ１１および低温側液ヘッダ１６に、仕切板９とそれぞれ熱的に接続する伝熱部材３０を備えた構成であり、伝熱部材３０は例えばヒートパイプのような熱伝導率の高い部材であり、高温空気５の熱を低温空気６へと放熱することを補助的に促進し、効率良く熱交換を行うことができる沸騰冷却装置を得ることができる。

なお、伝熱部材３０は高熱伝導性のシリコンでも良く、このとき高温側熱交換器１４の左右両端および高温側蒸気ヘッダ１１および高温側液ヘッダ１２と本体箱１０または仕切板９との間を埋める隙間材２７を兼ねることができ、同様に低温側熱交換器１７の左右両端および低温側蒸気ヘッダ１５および低温側液ヘッダ１６と本体箱１０または仕切板９との間を埋める隙間材２７を兼ねることができ、簡単な構成で沸騰冷却装置の熱交換効率を更に向上できる。

（実施の形態８）
本発明の実施の形態８は、実施の形態１乃至７と同一部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。

図９に本実施の形態８の沸騰冷却装置の側断面概略図を示す。

図９に示すように、沸騰冷却装置は冷媒蒸気管１８に封止弁３１を備えたものであり、冬季や夜間で熱交換が必要ないときに、封止弁３１を閉じることで冷媒１３の循環を止めて熱交換を止めることができるので、電子部品等の収納箱２内の温度が低下しすぎることを防ぎ、電子部品等の収納箱２内の温度を安定して保持することができる沸騰冷却装置を得ることができる。

なお、封止弁３１は電磁バルブであることが好ましく、電子部品等の収納箱２内の温度に応じて開閉を制御され、電子部品等の収納箱２内の温度が例えば３０℃を下回ってから徐々に封止弁３１が閉じ始め、例えば５℃を下回った場合には完全に封止弁３１が閉じるように制御されることで、電部品等の収納箱２内の温度を例えば５℃以上に保つことができるので、沸騰冷却装置の信頼性を更に向上できる。

本発明に係る沸騰冷却装置は、簡単な構成で冷媒循環を効率良く行うことができ、電子部品の小型化に対応して設置の自由度が高く、コストを抑え、効率良く熱交換を行う小型の沸騰冷却装置として有用である。

１ 沸騰冷却装置
２ 収納箱
３ 室内側送風機
４ 室外側送風機
５ 高温空気
６ 低温空気
７ 高温部分
８ 低温部分
９ 仕切板
１０ 本体箱
１１ 高温側蒸気ヘッダ
１２ 高温側液ヘッダ
１３ 冷媒
１４ 高温側熱交換器
１５ 低温側蒸気ヘッダ
１６ 低温側液ヘッダ
１７ 低温側熱交換器
１８ 冷媒蒸気管
１９ 冷媒液管
２０ 高温空気流入口
２１ 高温空気流出口
２２ 低温空気流入口
２３ 低温空気流出口
２４ 冷媒導管
２５ 伝熱フィン
２６ 保持部材
２７ 隙間材
２８ ルーバー
２９ 冷媒液溜
３０ 伝熱部材
３１ 封止弁

Claims (14)

1. 高温空気が通風する高温部分が下部に、低温空気が通風する低温部分が上部になるように仕切板により仕切られた本体箱内にあって、前記高温部分に配置され上側に高温側蒸気ヘッダおよび下側に高温側液ヘッダを備え前記高温空気から受熱し沸騰蒸発する冷媒が内部に封入された少なくとも１つの高温側熱交換器と、前記低温部分に配置され上側に低温側蒸気ヘッダおよび下側に低温側液ヘッダを備え前記高温側熱交換器と連通して沸騰蒸発した前記冷媒の蒸気が前記低温空気へと放熱を行い前記冷媒を凝縮液化させる少なくとも１つの低温側熱交換器と、前記仕切板を貫通し前記高温側蒸気ヘッダと前記低温側蒸気ヘッダとを連通する少なくとも１つの冷媒蒸気管と、前記仕切板を貫通し前記高温側液ヘッダと前記低温側液ヘッダとを連通する少なくとも１つの冷媒液管とを備え、前記冷媒が、前記高温側熱交換器、次に前記冷媒蒸気管、次に前記低温側熱交換器、次に前記冷媒液管、再び前記高温側の順に循環する冷媒回路を形成し、前記冷媒回路内を前記冷媒が相変化を伴いながら循環することで、前記高温空気の熱を前記低温空気へと放熱させる沸騰冷却装置であって、前記高温側熱交換器は高温空気の流れ方向に対し、鋭角または鈍角に所定の角度だけ傾斜し、前記低温側熱交換器は低温空気の流れ方向に対し、鋭角または鈍角に所定の角度だけ傾斜し、前記冷媒蒸気管が前記低温空気の流れ方向に対し、前記低温側熱交換器よりも風下側に配置されることを特徴とする沸騰冷却装置。
2. 冷媒液管が高温空気の流れ方向に対し、高温側熱交換器よりも風下側に配置されることを特徴とする請求項１記載の沸騰冷却装置。
3. 冷媒蒸気管および冷媒液管を１つずつ備え、前記冷媒蒸気管が高温側蒸気ヘッダおよび低温側蒸気ヘッダのそれぞれいずれか一方の端同士を接続し、前記冷媒液管が前記高温側液ヘッダと前記低温側液ヘッダのそれぞれ他方の端同士を接続することを特徴とする請求項１または２に記載の沸騰冷却装置。
4. 高温空気の流れ方向と低温空気の流れ方向が対向し、前記高温空気の流れ方向に対し高温側熱交換器が低温側熱交換器よりも風上側に配置されることを特徴とする請求項３に記載の沸騰冷却装置。
5. 本体箱が電子部品等の収納箱の天面に設置し、高温側熱交換器では高温空気の流れ方向に対し高温側蒸気ヘッダよりも高温側液ヘッダが風上側に配置され、低温側熱交換器では低温空気の流れ方向に対し低温側蒸気ヘッダよりも低温側液ヘッダが風上側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の沸騰冷却装置。
6. 本体箱が電子部品等の収納箱の側面に設置し、高温側熱交換器では高温空気の流れ方向に対し高温側液ヘッダよりも高温側蒸気ヘッダが風上側に配置され、低温側熱交換器では低温空気の流れ方向に対して低温側液ヘッダよりも低温側蒸気ヘッダが風上側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の沸騰冷却装置。
7. 仕切板が高温空気の風向板を兼ねることを特徴とする請求項５または６に記載の沸騰冷却装置。
8. 高温空気の流れ方向に高温側熱交換器を複数備え、かつ低温空気の流れ方向に低温側熱交換器を複数備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
9. 高温側熱交換器および低温側熱交換器を複数備え、冷媒回路を複数形成し、隣接する前記冷媒回路同士で、冷媒蒸気管が高温側蒸気ヘッダおよび低温側蒸気ヘッダに接続する端部の位置を左右対称とし、同様に、冷媒液管が高温側液ヘッダおよび低温側液ヘッダに接続する端部の位置を左右対称とすることを特徴とする請求項３または８に記載の沸騰冷却装置。
10. 高温側熱交換器および低温側熱交換器を所定の姿勢に保持する保持部材を備え、保持部材と本体箱の間に冷媒蒸気管および冷媒液管を配置することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の沸騰冷却装置。
11. 冷媒蒸気管および冷媒液管を２つずつ備え、前記冷媒蒸気管および前記冷媒液管により高温側熱交換器および低温側熱交換器を保持することを特徴とする請求項１または２に記載の沸騰冷却装置。
12. 冷媒液管と高温側液ヘッダが接続する部分に冷媒を溜めることができる冷媒液溜を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の沸騰冷却装置。
13. 高温側蒸気ヘッダおよび低温側液ヘッダに、仕切板とそれぞれ熱的に接続する伝熱部材を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の沸騰冷却装置。
14. 冷媒蒸気管に封止弁を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の沸騰冷却装置。

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